메모리 매핑 IO — mmap의 동작 원리와 활용

일반 파일 I/O:
프로세스 버퍼 ←── read() ←── 커널 버퍼 ←── 디스크
프로세스 버퍼 ──→ write() ──→ 커널 버퍼 ──→ 디스크

mmap I/O:
프로세스 가상 메모리 ←──→ 페이지 캐시 ←──→ 디스크
(포인터로 직접 접근)     (자동 동기화)

#include <sys/mman.h>

// 파일을 메모리에 매핑
void *addr = mmap(
    NULL,           // 커널이 주소 결정
    file_size,      // 매핑 크기
    PROT_READ | PROT_WRITE,  // 읽기/쓰기 권한
    MAP_SHARED,     // 변경사항을 파일에 반영
    fd,             // 파일 디스크립터
    0               // 파일 오프셋
);

// 매핑된 메모리에 직접 접근
char first_byte = ((char*)addr)[0];  // read() 호출 없이!

// 매핑 해제
munmap(addr, file_size);

MAP_SHARED:  변경 → 파일에 반영 / 다른 프로세스와 공유
MAP_PRIVATE: 변경 → COW로 프로세스 전용 복사본 생성 (파일에 반영 안 됨)

// 익명 매핑: 파일 없이 메모리 할당
void *mem = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE,
                 MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);

// 공유 메모리 생성 (POSIX)
int fd = shm_open("/my_shm", O_CREAT | O_RDWR, 0666);
ftruncate(fd, SHM_SIZE);
void *ptr = mmap(NULL, SHM_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);

// 다른 프로세스에서 같은 공유 메모리 열기
int fd2 = shm_open("/my_shm", O_RDWR, 0666);
void *ptr2 = mmap(NULL, SHM_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd2, 0);